本发明属于电力设备技术领域，具体地说，尤其涉及一种分体式方形屏蔽罩及其制造方法。
背景技术
高温氧化物超导材料，是具有高临界转变温度(tc)、能在液氮温度条件下工作的超导材料。如果将高温氧化物超导材料应用于屏蔽技术领域，这对精密测量技术是极具重要意义的，因为在高温氧化物超导材料制成的屏蔽腔体内会存在超导环流的屏蔽效应，该效应可以提供一个极低的磁场环境。
但高温氧化物超导材料在屏蔽技术领域推广一直都比较困难。一是因为高温氧化物超导材料的种类很多，由于材料自身条件影响(比如材料的临界电流密度大小等)，并不是所有的高温氧化物超导材料都适合作为屏蔽罩的原材料，且不同的高温氧化物超导材料，其屏蔽性能也不同，高温氧化物超导材料配制成为第一要解决的问题；二是因为传统屏蔽罩多为体积较高较大的一体成型的金属材质u型体，若用高温氧化物超导材料制成传统结构u型体是非常困难的，因为高温氧化物超导材料属于陶瓷类材料，u型弧度过渡处结构在压模成型和退模时很容易出现裂纹，而如果不制成u型体，制成一体成型的方形罩，目前生产工艺也无法满足，因为其成型体积较大，在盖与主体接合处也很容易出现裂纹；如果制成分体式，拼合产生的间隙又会发生漏磁现象，所以该如何解决分体结构的漏磁问题又是需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种以高温氧化物超导材料为原材料的分体式方形屏蔽罩及其制造方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种分体式方形屏蔽罩，包括中空矩形主体，以及与所述中空矩形主体固定连接的方形屏蔽盖，所述方形屏蔽盖的四周呈一级台阶状，且台阶的水平长度与所述中空矩形主体的壁厚尺寸大小一致；所述中空矩形主体、屏蔽盖均由专用高温氧化物超导粉末材料制成且二者采用专用超导粉末粘液胶粘合固定连接。
优选地，所述专用高温氧化物超导粉末材料包括如下制备步骤：
a1:将三氧二坨、三氧二铋、氧化钙、氧化铜以及氧化钡按阳离子比例2:1:2:2:3进行配制，配制后进行研磨并将研磨的粉末搅拌均匀；
a2:将步骤a1的产物放入圆片成型模具内，经油压机压成直径为2.5cm、厚度为0.8-1.2cm的圆片,成型后脱模得到产物；
a3:将步骤a2的产物放入坩埚炉内，在通入氧气的条件下对该产物进行烧结；烧结时从室温以15-20℃/min的速率快速升至895℃，并保持该温度48-52h，然后以0.8-1.5℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10小时后自然冷却至室温；
a4:将步骤a3的产物经研磨机研磨成粉末，得到的粉末即为专用高温氧化物超导粉末材料。该配方制成的高温氧化物超导材料其屏蔽性能优越，且专用高温氧化物超导粉末材料制成工艺流程简单，实现容易。
优选地，所述专用超导粉末粘液胶包括所述专用高温氧化物超导粉末材料、导电胶以及稀释剂。有缝隙的结构会存在漏磁现象，为了提高屏蔽罩的屏蔽性能，传统屏蔽罩一般设计为一体成型全封闭式，但一体成型对工艺要求比较，生产难度大，产量也较低；本发明的专用超导粉末粘液胶的发明有效解决此问题，粘接强度强，且具有很好的屏蔽性能，不会出现缝隙漏磁现象。
优选地，所述专用超导粉末粘液胶的制备方法为将所述专用高温氧化物超导粉末材料、所述导电胶以及所述稀释剂按照质量比2:2:1的比例进行混合，并将该混合物搅拌均匀，搅拌均匀后常温静置1-1.5h后得到的产物即为专用超导粉末粘液胶。本发明专用超导粉末粘液胶制造生产容易，原料获取也方便。
优选地，所述导电胶为h20eepo-tek导电胶。
优选地，所述稀释剂为松油醇或者乙酸乙酯。
一种分体式方形屏蔽罩的制造方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
b1:首先制备所述中空矩形主体；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入中空矩形主体成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在400-420℃，加热时间控制在100-135min；
b2:将步骤b1的产物装入坩埚炉内，通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，并保持该温度9-11h，然后以0.8-1.5℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10-12h后冷却至常温；
b3:随后制备所述方形屏蔽盖；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入屏蔽盖成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在400-420℃，加热时间控制在100-135min；
b4:将步骤b3的产物装入坩埚炉内通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，时间为9-11h，然后以0.8-1.5℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10-12h后冷却至常温；
b5:将步骤b4的产物进行二次煅烧，将所述步骤b4的产物包裹上银箔并放入气动热压机中用温度为780-810℃、压强为680-720mpa的气体对该产物进行挤压；
b6:将步骤b5的产物在数控车床下进行加工制成一级台阶状所述方形屏蔽盖；
b7:将专用超导粉末粘液胶均匀涂抹在所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖相贴合的连接部位，将所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖粘接在一起，自然存放1-2天便可制成方形屏蔽罩。本发明屏蔽罩制造方法简单易操作，生产容易，企业产能高，使用的设备均为市面常见设备，且采购成本不高。
优选地，所述步骤b中所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖粘接在一起后还进行二次回炉，其包括以下步骤，
c1:将所述半成品包裹上银箔并放入气动热压机中用温度为780-810℃、压强为680-720mpa的气体对该产物进行挤压；
c2:将步骤c1的产物放入所述坩埚炉内，将所述坩埚炉的温度控制在300℃，并保持恒温4-6h；随后，静置冷却至常温得到方形屏蔽罩成品。二次回炉可以使得中空矩形主体与方形屏蔽盖粘接部分牢度增，提高产品使用寿命。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以专用高温氧化物超导材料为原材料，专用高温氧化物超导材料具备非常好的屏蔽性能；本发明分体式结构设计生产制造容易，相对于传统屏蔽罩生产产量，企业产能大幅度提高，且本发明分体式结构不会产生漏磁现象；本发明制造方法简单易操作，生产容易，企业产能高，使用的设备均为市面常见设备，且采购成本不高；本发明解决了传统高温氧化物超导材料无法在屏蔽技术领域广泛推广应用的问题，对于屏蔽技术领域和精密测量技术领域来说具有非常重要的意义。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1.中间矩形主体；2.方形屏蔽盖；3.专用超导粉末粘液胶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
一种分体式方形屏蔽罩，包括中空矩形主体1，以及与所述中空矩形主体1固定连接的方形屏蔽盖2，所述方形屏蔽盖2的四周呈一级台阶状，且台阶的水平长度与所述中空矩形主体1的壁厚尺寸大小一致；所述中空矩形主体1、屏蔽盖2均由专用高温氧化物超导粉末材料制成且二者采用专用超导粉末粘液胶3粘合固定连接。
优选地，所述专用高温氧化物超导粉末材料包括如下制备步骤：
a1:将三氧二坨、三氧二铋、氧化钙、氧化铜以及氧化钡按阳离子比例2:1:2:2:3进行配制，配制后进行研磨并将研磨的粉末搅拌均匀；
a2:将步骤a1的产物放入圆片成型模具内，经油压机压成直径为2.5cm、厚度为0.8-1.2cm的圆片,成型后脱模得到产物；
a3:将步骤a2的产物放入坩埚炉内，在通入氧气的条件下对该产物进行烧结；烧结时从室温以15-20℃/min的速率快速升至895℃，并保持该温度48-52h，然后以0.8-1.5℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10小时后自然冷却至室温；
a4:将步骤a3的产物经研磨机研磨成粉末，得到的粉末即为专用高温氧化物超导粉末材料。
优选地，所述专用超导粉末粘液胶3包括所述专用高温氧化物超导粉末材料、导电胶以及稀释剂。
优选地，所述专用超导粉末粘液胶3的制备方法为将所述专用高温氧化物超导粉末材料、所述导电胶以及所述稀释剂按照质量比2:2:1的比例进行混合，并将该混合物搅拌均匀，搅拌均匀后常温静置1-1.5h后得到的产物即为专用超导粉末粘液胶3。
优选地，所述导电胶为h20eepo-tek导电胶。
优选地，所述稀释剂为松油醇或者乙酸乙酯。
一种分体式方形屏蔽罩的制造方法，包括如下制备步骤：
b1:首先制备所述中空矩形主体；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入中空矩形主体成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在400-420℃，加热时间控制在100-135min；
b2:将步骤b1的产物装入坩埚炉内，通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，并保持该温度9-11h，然后以0.8-1.5℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10-12h后冷却至常温；
b3:随后制备所述方形屏蔽盖；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入屏蔽盖成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在400-420℃，加热时间控制在100-135min；
b4:将步骤b3的产物装入坩埚炉内通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，时间为9-11h，然后以0.8-1.5℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10-12h后冷却至常温；
b5:将步骤b4的产物进行二次煅烧，将所述步骤b4的产物包裹上银箔并放入气动热压机中用温度为780-810℃、压强为680-720mpa的气体对该产物进行挤压；
b6:将步骤b5的产物在数控车床下进行加工制成一级台阶状所述方形屏蔽盖；
b7:将专用超导粉末粘液胶3均匀涂抹在所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖相贴合的连接部位，将所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖粘接在一起，自然存放1-2天便可制成方形屏蔽罩。
优选地，所述步骤b中所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖粘接在一起后还进行二次回炉，其包括以下步骤，
c1:将所述半成品包裹上银箔并放入气动热压机中用温度为780-810℃、压强为680-720mpa的气体对该产物进行挤压；
c2:将步骤c1的产物放入所述坩埚炉内，将所述坩埚炉的温度控制在300℃，并保持恒温4-6h；随后，静置冷却至常温得到方形屏蔽罩成品。
实施例1：
如说明书附图图1所示，一种分体式方形屏蔽罩，包括中空矩形主体1，以及与中空矩形主体1固定连接的方形屏蔽盖2，方形屏蔽盖2的四周呈一级台阶状，且台阶的水平长度与中空矩形主体1的壁厚尺寸大小一致，即方形屏蔽盖2与中空矩形主体1能正好配合连接。中空矩形主体1、屏蔽盖2均由专用高温氧化物超导粉末材料制成且二者采用专用超导粉末粘液胶3粘合固定连接。
该专用高温氧化物超导粉末材料包括如下制备步骤：
a1:将三氧二坨、三氧二铋、氧化钙、氧化铜以及氧化钡按阳离子比例2:1:2:2:3进行配制，配制后进行研磨并将研磨的粉末搅拌均匀；
a2:将步骤a1的产物放入圆片成型模具内，经油压机压成直径为2.5cm、厚度为0.8cm的圆片,成型后脱模得到产物；
a3:将步骤a2的产物放入坩埚炉内，在通入氧气的条件下对该产物进行烧结；烧结时从室温以15℃/min的速率快速升至895℃，并保持该温度48h，然后以0.8℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10小时后自然冷却至室温；
a4:将步骤a3的产物经研磨机研磨成粉末，得到的粉末即为专用高温氧化物超导粉末材料。
该专用超导粉末粘液胶3包括由所述专用高温氧化物超导粉末材料、h20eepo-tek导电胶以及稀释剂制成。其制备方法为将专用高温氧化物超导粉末材料、导电胶以及稀释剂按照质量比2:2:1的比例进行混合，并将该混合物搅拌均匀，搅拌均匀后常温静置1h后得到的产物即为专用超导粉末粘液胶3。其中，所述稀释剂为松油醇或者乙酸乙酯。
一种分体式方形屏蔽罩的制造方法，包括如下制备步骤：
b1:首先制备所述中空矩形主体；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入中空矩形主体成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在400℃，加热时间控制在100min；
b2:将步骤b1的产物装入坩埚炉内，通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，并保持该温度9h，然后以1.0℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10h后冷却至常温；
b3:随后制备所述方形屏蔽盖；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入屏蔽盖成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在400℃，加热时间控制在100min；
b4:将步骤b3的产物装入坩埚炉内通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，时间为9h，然后以1.0℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10h后冷却至常温；
b5:将步骤b4的产物进行二次煅烧，将所述步骤b4的产物包裹上银箔并放入气动热压机中用温度为780℃、压强为680mpa的气体对该产物进行挤压；
b6:将步骤b5的产物在数控车床下进行加工制成一级台阶状所述方形屏蔽盖；
b7:将专用超导粉末粘液胶3均匀涂抹在所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖相贴合的连接部位，将所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖粘接在一起，自然存放1.5天便可制成方形屏蔽罩。
当外磁场低于临界磁场h时，罩壁内诱发的超导环流可产生足够的屏蔽效应，使磁场不能从罩壁进入罩内，这时屏蔽罩所处的状态成为屏蔽态。当外磁场等于h时，罩壁内的超导环流达到它的最大值，磁场刚好到达内罩壁的边缘。当外磁场继续增加时，罩壁内的超导环流随外磁场的增加而迅速减小，罩内的磁场迅速增加，而不能再完全屏蔽外磁场；此现象就是一般屏蔽罩的特性。
接下来对通过本实施例制成的屏蔽罩屏蔽特性进行测试。在本实施例制成的屏蔽罩(以下称为a)以及与本实施例屏蔽罩同等高度的传统屏蔽罩(以下称为b)外围分别缠绕相同型号的螺线管。在a和b的罩内顶点处分别安装霍尔探头，说明书附图图1的a位置处就是本实施例屏蔽罩安装霍尔探头的位置，通过霍尔探头检测测试点的磁场值。测量结果发现a的临界磁场h约为52高斯.当外磁场he超过临界磁场h时，罩内部的磁场hi随外磁场的增加而迅速增加。当外磁场he小于临界磁场h时，屏蔽罩处于屏蔽态，罩内部磁场hi随外磁场的增加而几乎不变。这种内磁场随着外磁场的变化情况，显示了一般的屏蔽罩的特性。这充分说明了用专用超导粉末粘液胶粘着而成的分体屏蔽罩其粘接部分是不漏磁的。另外，在同一环境下测得的b的临界磁场h约为32高斯，可见本实施例的屏蔽罩的屏蔽性能相比传统屏蔽罩屏蔽性能优越很多。
本实施例以专用高温氧化物超导材料为原材料，专用高温氧化物超导材料具备非常好的屏蔽性能；分体式结构设计生产制造容易，相对于传统屏蔽罩生产产量，企业产能大幅度提高，且本实施例分体式结构不会产生漏磁现象；本实施例制造方法简单易操作，生产容易，企业产能高，使用的设备均为市面常见设备，且采购成本不高；解决了传统高温氧化物超导无法在屏蔽技术领域广泛推广应用的问题，对于屏蔽技术领域和精密测量技术领域来说具有非常重要的意义。
实施例2：
如说明书附图图1所示，一种分体式方形屏蔽罩，包括中空矩形主体1，以及与中空矩形主体1固定连接的方形屏蔽盖2，方形屏蔽盖2的四周呈一级台阶状，且台阶的水平长度与中空矩形主体1的壁厚尺寸大小一致，即方形屏蔽盖2与中空矩形主体1能正好配合连接。中空矩形主体1、屏蔽盖2均由专用高温氧化物超导粉末材料制成且二者采用专用超导粉末粘液胶3粘合固定连接。
该专用高温氧化物超导粉末材料包括如下制备步骤：
a1:将三氧二坨、三氧二铋、氧化钙、氧化铜以及氧化钡按阳离子比例2:1:2:2:3进行配制，配制后进行研磨并将研磨的粉末搅拌均匀；
a2:将步骤a1的产物放入圆片成型模具内，经油压机压成直径为2.5cm、厚度为1.0cm的圆片,成型后脱模得到产物；
a3:将步骤a2的产物放入坩埚炉内，在通入氧气的条件下对该产物进行烧结；烧结时从室温以18℃/min的速率快速升至895℃，并保持该温度50h，然后以1.0℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温10小时后自然冷却至室温；
a4:将步骤a3的产物经研磨机研磨成粉末，得到的粉末即为专用高温氧化物超导粉末材料。
该专用超导粉末粘液胶3包括由所述专用高温氧化物超导粉末材料、h20eepo-tek导电胶以及稀释剂制成。其制备方法为将专用高温氧化物超导粉末材料、导电胶以及稀释剂按照质量比2:2:1的比例进行混合，并将该混合物搅拌均匀，搅拌均匀后常温静置1h后得到的产物即为专用超导粉末粘液胶3。其中，所述稀释剂为松油醇或者乙酸乙酯。
一种分体式方形屏蔽罩的制造方法，包括如下制备步骤：
b1:首先制备所述中空矩形主体；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入中空矩形主体成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在420℃，加热时间控制在120min；
b2:将步骤b1的产物装入坩埚炉内，通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，并保持该温度10h，然后以1.2℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温11h后冷却至常温；
b3:随后制备所述方形屏蔽盖；将所述专用高温氧化物超导粉末材料放入屏蔽盖成型模具中用油压机加压成型，成型后脱模得到产物；其中，在加压压制过程中同时用模具加热器对模具及装载在其内的专用高温氧化物超导粉末材料进行加热；加热的温度控制在420℃，加热时间控制在120min；
b4:将步骤b3的产物装入坩埚炉内通入氧气进行煅烧，炉温为895℃，时间为10h，然后以1.2℃/min的速率缓慢降到650℃，在该温度下保温11h后冷却至常温；
b5:将步骤b4的产物进行二次煅烧，将所述步骤b4的产物包裹上银箔并放入气动热压机中用温度为800℃、压强为700mpa的气体对该产物进行挤压；
b6:将步骤b5的产物在数控车床下进行加工制成一级台阶状所述方形屏蔽盖；
b7:将专用超导粉末粘液胶3均匀涂抹在所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖相贴合的连接部位，将所述中空矩形主体与所述方形屏蔽盖粘接在一起，得到半成品；
c1:将所述步骤b7的半成品包裹上银箔并放入气动热压机中用温度为780℃、压强为680mpa的气体对该产物进行挤压；
c2:将步骤c1的产物放入所述坩埚炉内，将所述坩埚炉的温度控制在300℃，并保持恒温5h；随后，静置冷却至常温得到方形屏蔽罩成品
当外磁场低于临界磁场h时，罩壁内诱发的超导环流可产生足够的屏蔽效应，使磁场不能从罩壁进入罩内，这时屏蔽罩所处的状态成为屏蔽态。当外磁场等于h时，罩壁内的超导环流达到它的最大值，磁场刚好到达内罩壁的边缘。当外磁场继续增加时，罩壁内的超导环流随外磁场的增加而迅速减小，罩内的磁场迅速增加，而不能再完全屏蔽外磁场；此现象就是一般屏蔽罩的特性。
接下来对通过本实施例制成的屏蔽罩屏蔽特性进行测试。在本实施例制成的屏蔽罩(以下称为a)以及与本实施例屏蔽罩同等高度的传统屏蔽罩(以下称为b)外围分别缠绕相同型号的螺线管。在a和b的罩内顶点处分别安装霍尔探头，说明书附图图1的a位置处就是本实施例屏蔽罩安装霍尔探头的位置，通过霍尔探头检测测试点的磁场值。测量结果发现a的临界磁场h约为54高斯.当外磁场he超过临界磁场h时，罩内部的磁场hi随外磁场的增加而迅速增加。当外磁场he小于临界磁场h时，屏蔽罩处于屏蔽态，罩内部磁场hi随外磁场的增加而几乎不变。这种内磁场随着外磁场的变化情况，显示了一般的屏蔽罩的特性。这充分说明了用专用超导粉末粘液胶粘着而成的分体屏蔽罩其粘接部分是不漏磁的。另外，在同一环境下测得的b的临界磁场h约为32高斯，可见本实施例的屏蔽罩的屏蔽性能相比传统屏蔽罩屏蔽性能优越很多。
本实施例对中空矩形主体与方形屏蔽盖粘接在一起的半成品进行二次回炉，二次回路可以使得中空矩形主体与方形屏蔽盖粘接部分牢度增，提高产品使用寿命；本实施例以专用高温氧化物超导材料为原材料，专用高温氧化物超导材料具备非常好的屏蔽性能；分体式结构设计生产制造容易，相对于传统屏蔽罩生产产量，企业产能大幅度提高，且本实施例分体式结构不会产生漏磁现象；本实施例制造方法简单易操作，生产容易，企业产能高，使用的设备均为市面常见设备，且采购成本不高；解决了传统高温氧化物超导无法在屏蔽技术领域广泛推广应用的问题，对于屏蔽技术领域和精密测量技术领域来说具有非常重要的意义。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。